Уміння паяти — корисна навичка. Можна самостійно відремонтувати електричні пристрої, за бажання — створювати власні. Навчитися цього не так вже й складно. У цьому матеріалі ми розповімо про всі тонкощі пайки.
Пайка
Паяти найчастіше доводиться під час роботи з проводами та електричними пристроями. Власне, на це ми і зробимо основний акцент. Однак навичка пайки стане в пригоді і в інших сферах. Наприклад, при виготовленні виробів із жерсті, дроту та інших матеріалів. Головне — зрозуміти й освоїти основні принципи.
При пайці металевих виробів між ними вводиться розплавлений припій. Після охолодження він створює міцне з’єднання. На відміну від зварювання, під час пайки плавиться тільки припій, що з’єднує метали.
Почнемо з алгоритму — а потім детально розберемо кожен крок.
- Розігрів паяльника до робочої температури
- Розігрів спаюваних металів (паяльником або на спеціальних підставках)
- Нанесення флюсу на поверхні металу, що спаюються
- Нанесення припою на жало паяльника
- Лудіння спаюваних поверхонь
- Нанесення припою на жало паяльника
- Пайка — перенесення припою з жала паяльника на поверхні, що спаюються.
- Охолодження спаяних поверхонь
- Змивання залишків флюсу зі спаяних поверхонь (за необхідності)
Якщо поверхні, що спаюються, важать небагато, можна поєднати за часом кроки 2 і 5.
Припій
Припій — це спеціальний металевий сплав. Він у рідкому вигляді проникає між поверхнями металів, що спаюються. Після охолодження припій створює міцні з’єднання — механічне та електричне.
Зазвичай це сплав олова і свинцю. Різне їх співвідношення впливає на температуру плавлення припою. Випускаються як низькотемпературні, так і високотемпературні припої.
В електротехніці найбільшою популярністю користується припій ПОС 60 — припій олов’яно-свинцевий із вмістом 60% олова. Для зручності він випускається у вигляді трубочки, заповненої флюсом.
Діаметр припою безпосередньо пов’язаний з розмірами використовуваного жала паяльника — що більше жало, то товстіша потрібна трубка з припоєм.
Розплавлений припій має важливі фізичні властивості — поверхневий натяг і плинність. Поверхневий натяг допомагає припою прилипнути до жала паяльника, а плинність — стекти на місце пайки. Спостерігається і зворотна картина: припій з місця пайки може перетекти на жало паяльника, якщо на ньому набагато менше припою. Відбувається рівномірний розподіл розплавленого припою між ними.
Саме тому на піднесене зверху жало паяльника прилипає крапелька припою — здавалося б, усупереч закону тяжіння. Вона впевнено тримається на жалі паяльника і стікає до місця пайки тільки в разі прямого дотику з ним.
Головне, щоб жало паяльника і місце пайки були очищені флюсом від оксидів. А також — залужені тонким шаром припою.
Флюс
Основне призначення флюсу — видалення оксидної плівки з поверхні металів, що спаюються. Флюс також знижує поверхневий натяг рідкого припою, покращуючи розтікання поверхнями, що спаюються. Це підвищує міцність з’єднання.
Найпоширеніший флюс — каніфоль.
Каніфоль добре розчиняється в спирті. Продається і в рідкому стані.
Суміш каніфолі зі стеарином або технічним вазеліном за консистенцією нагадує густу мазь. Звідси її назва — паяльний жир.
Існують флюси на основі синтетичних смол, а також органічні флюси на основі органічних кислот і розчинників.
Флюси поділяються на:
- нейтральні;
- активні;
- високоактивні.
Хоча каніфоль на 75-95% складається зі смоляних кислот, вона належить до нейтральних флюсів. Її кислоти видаляють оксидну плівку тільки при підвищенні температури. При охолодженні залишки невикористаної каніфолі повертаються в первісний аморфний стан. Вони нешкідливі для паяного з’єднання. Тому залишки нейтральних флюсів на каніфольній основі можна не змивати.
Добавки сильних активаторів перетворюють нейтральні флюси на активні та високоактивні. Вони швидко видаляють застарілу оксидну плівку на металі. Але після роботи з ними важливо видаляти залишки флюсу — з часом вони можуть зруйнувати паяне з’єднання.
Лудіння
Лудіння — це видалення оксидної плівки з поверхні металів, що спаюються, і покриття їх тонким шаром розплавленого припою. Під впливом флюсу оксидна плівка на поверхні металу заміщається молекулами розплавленого припою.
Виникає міцний зв’язок припою і металу на молекулярному рівні. Він перешкоджає утворенню нової оксидної плівки. Під час пайки ж молекули припою, що наноситься, надійно з’єднуються зі своїми «рідними» молекулами на лудженій поверхні.
Ось приклад лудіння дроту із застарілою оксидною плівкою різними флюсами.
Для лудіння дроту з нейтральним флюсом необхідно ретельно очистити дріт. При використанні активного флюсу таке очищення вже не потрібне. Зачищений дріт гарячим паяльником занурюємо в каніфоль, на неочищений — наносимо активний паяльний жир.
Результат лудіння практично однаковий.
Інструменти для пайки
Основний інструмент під час паяння — паяльник . Він потрібен для нагріву спаюваних металів і перенесення на них розплавленого припою. Велика частина паяльників — електрична.
Для роботи з мікросхемами підійде паяльник потужністю 10-20 Вт. Для паяння більших радіодеталей і тонких проводів достатньо потужності паяльника в 30-40 Вт. Для пайки товстих проводів і великих деталей потрібен паяльник потужністю від 60 Вт. Детальніший гайд щодо вибору можна знайти тут.
Чим більше припою на жалі паяльника, тим більше його стече на місце пайки. Кількість припою, що захоплюється жалом паяльника, залежить від площі його кінчика. Звідси така різноманітність форм і розмірів жала паяльника. Для паяння товстих проводів чудово підходить широке жало, а для невеликих контактів на друкованій платі — жало з тонким загостреним кінчиком.
Існують і газові паяльники. Нагріваються вони за рахунок згоряння газу, а заправляються від побутового газового балончика. Такі моделі компактні й універсальні. З конусною насадкою — це звичайний паяльник, без наконечника — невеликий паяльний фен з температурою полум’я до 400 °C.
Підставка під паяльник збереже робочий стіл від крапель розплавленого припою.
У разі серйозного захоплення радіотехнікою варто придбати паяльну станцію . Навіщо вона може стати в пригоді, можна дізнатися з нашого відео.
Тримач для плат надійно фіксує плату під час паяння дрібних деталей. З ним також зручно паяти дроти.
Підставки під паяльники часто комплектуються губкою для очищення жала паяльника від нагару.
Стриппери, ножі монтерські та ножі канцелярські знадобляться для зачистки проводів від ізоляції.
Для розрізання проводів і видалення з друкованих плат надмірно довгих ніжок радіодеталей зазвичай застосовуються бокорізи.
Професійні монтажники для очищення проводів від ізоляції використовують стриппери. У домашніх умовах їх цілком замінять монтерські та канцелярські ножі.
Випаювання деталей, видалення припою
Під час ремонту техніки часто доводиться видаляти непридатний компонент. Потім треба зачистити контактний майданчик для пайки нової деталі.
З цим завданням впорається олововідсмоктувач. Цей інструмент використовують під час демонтажу деталей із друкованих плат. Щоб привести його в робоче положення, треба натиснути на шток поршня.
Ось так, наприклад, за допомогою олововідсмоктувача можна випаяти акумулятор із плати електробритви.
Багатьом подобається стрічка для видалення припою — вона сплетена з тонкого мідного дроту і просякнута флюсом. Стрічку прикладають до місця, що очищається від припою, і прогрівають паяльником. Обплетення працює як насос, вбираючи текучий припій і очищаючи контактний майданчик.
Де використовують пайку
Пайка дротів
Візьмемо найбанальнішу ситуацію — необхідно з’єднати обірваний дріт.
Перед пайкою кінці проводів очищаємо від ізоляції і наносимо на них флюс. Тут усе залежить від обраного флюсу: наносимо його пензликом, загостреною паличкою або зануренням у розплавлену каніфоль.
Наносимо на жало паяльника трохи припою. Рухом жала по підготовлених кінцях дроту переносимо на них припій з паяльника — залужуємо їх.
Застосовують два варіанти пайки: внапуск і скручуванням кінців дроту.
У першому варіанті дроти треба прикласти один до одного з невеликим перекриттям по довжині. Потім переносимо на них припій зі жала паяльника. Рухом жала вздовж дротів рівномірно розподіляємо нанесений припій.
У другому варіанті кінці дротів попередньо скручуються. Після цього треба нанести на них припій.
У більшості випадків застосовується перший варіант пайки. Але якщо місце спайки піддаватиметься механічним навантаженням, краще використовувати скрутку.
Місця пайок ізолюємо: тут потрібна ізоляційна стрічка або попередньо надіта на дроти термоусадочна трубка.
Подовження монтажних виводів
З паяльником можна легко подовжити «рідні» монтажні виводи імпульсного перетворювача напруги. Існує два способи це зробити:
- пайка подовжувальних дротів до старих монтажних виводів;
- пайка подовжувальних проводів безпосередньо на плату.
Зачищаємо від ізоляції кінці подовжувального дроту, залужуємо їх — покриваємо флюсом і наносимо тонкий шар припою.
Перший спосіб: до монтажних дротів внахлест припаюємо подовжувальні дроти. Попередньо одягненими термоусадочними трубками надійно ізолюємо місця пайок.
Другий спосіб: паяльником розплавляємо припій на контактних майданчиках. Видаляємо монтажні дроти. На їхнє місце припаюємо подовжувальні дроти.
Ремонтуємо аудіоколонку
Якщо в колонках періодично пропадає звук, можливо, стався обрив провідника в місці кабельного входу. Це трапляється при частих переміщеннях колонки без гнучкого кабельного входу.
Для початку потрібно визначити дефект. Перевіряємо наявність напруги безпосередньо на платі приладу. Розкриваємо корпус колонки, зсуваємо динамік убік, витягуємо друковану плату.
Знаходимо майданчики плати, до яких припаяні жили кабелю. Перевіряємо наявність на них постійної напруги 5В, що подається від порту USB комп’ютера.
Якщо її немає, сміливо відпаюємо кабель від плати — жалом паяльника послідовно нагріваємо припій у місцях контакту. Після його розплавлення від’єднуємо провідники від плати.
Далі через кабельний ввід видаляємо несправний кабель, заводимо в корпус колонки новий. Площадки контактів на платі залишилися залуженими. До них ми припаюємо попередньо залужені жили кабелю — дотримуючись полярності.
Але що робити, якщо нового кабелю в наявності немає — а чекати доставки ви вже не можете? Проблему теж можна вирішити.
Обрізаємо кабель у передбачуваному місці обриву.
Далі звільняємо жили від ізоляції і «продзвонюємо» їх мультиметром. Переконавшись у справності обрізаного кабелю, залужуємо його жили. Потім — припаюємо їх до плати.
Стяжкою оберігаємо кабель від відриву його жил з монтажної плати.
Встановлюємо плату і динамік на свої штатні місця. Працездатність колонок відновлено!
Заміна роз’єму RCA («тюльпан»)
У разі порушення контактів у кабелі RCA його роз’єми можна замінити на нові, зберігши працездатність кабелю.
Процес пайки стандартний — обплетення і центральну жилу зачищають від захисної оболонки, залуджують і припаюють до виводів «тюльпана».
Центральна жила дроту припаюється до виводу кінцевика (SIGNAL), обплетення — до корпусу (GROUND) роз’єму.
Паяння радіодеталей
Спиртовим розчином каніфолі обробляємо контактні площадки
На встановленій деталі трохи розводимо в сторони дротяні ніжки для фіксації на платі. Наносимо на жало паяльника припій з каніфоллю, потім по черзі припаюємо ніжки радіодеталі.
Після пайки відкушуємо довгі дротяні ніжки.
Пайка дротів до батарейок
За необхідності до батарейок можна припаяти дроти із застосуванням активного флюсу — з ним швидше залужуються металеві виводи. При роботі з нейтральним флюсом батарейки можна перегріти і зруйнувати.